как работает мозг у беременных
Беременный мозг: почему будущие мамы «соображают» с трудом
Организму женщины нужно колоссально перестроиться, чтобы у плода были шансы развиться, рассказывает BrainFacts.org.
В 2016 году группа исследователей из Нидерландов и Испании с помощью МРТ сравнивала картинки мозга женщин до беременности и сразу после родов. Оказалось, из-за «интересного положения» сокращается серое вещество – ткань с синапсами нервных клеток. То есть мозг теряет свой объем! А восстанавливаться начинает минимум через два года после родов.
Со стороны кажется, потеря серого вещества ужасно вредит женщине. На самом деле, идет перераспределение функций – и беременная обретает больше, чем теряет. Потеря объема означает «тонкую настройку соединений», сравнимую с той, что происходит у подростков. В итоге работа серого вещества становится более эффективной и оптимизированной.
Как показало исследование, «сократившиеся» области мозга беременных начинают работать в режиме «социального познания» – то есть улавливать, что чувствует и думает другой человек. Это приобретение позволяет матери заботиться о своем ребенке, понимать, что ему нужно, почему плачет.
Изменения структур и функций мозга у беременных связаны с действием гормонов – прогестерона, эстрогена и других. Это самая резкая и сильная гормональная перестройка в жизни женщины.
Да, беременные и недавно родившие практически теряют пространственную память, но она и не столь важна для выживания потомства. Тело перенаправляет эту энергию на заботу о малыше.
Пять изменений в мозге беременной женщины перечисляет Mama Natural.
1. Мозг сжимается в прямом смысле слова.
Мозг здоровых беременных женщин теряет до 6% своего объема. К своему изначальному размеру он возвращается через полгода после родов.
2. Женщина переполняется «гормонами любви».
Окситоцин, выделяемый во время беременности, родов и грудного вскармливания, делает женщин более спокойными, доверчивыми, любящими.
3. Беременные отлично распознают лица.
Особенно бдительными беременные становятся по отношению к мужчинам – чтобы вовремя замечать и избегать угрозы.
4. Легче дается многозадачность.
Женщины в принципе лучше справляются с несколькими задачами, чем мужчины, но во время беременности этот навык достигает пика – за счет увеличения активности части префронтальной коры, ответственной за многозадачность.
5. Забота о малыше «прокачивает» мозг.
Необходимость ухаживать за младенцем и решать множество других дел вызывает структурные изменения в мозге – увеличивается его способность обрабатывать информацию. У отцов подобных изменений не происходит.
Ранее Yellmed рассказывал, чем ребенок занимается в утробе матери.
Беременность меняет мозг женщины как минимум на два года
Во время беременности наблюдается колебание концентрации половых гормонов
В период ожидания малыша в головном мозге будущей мамы уменьшается объем серого вещества, что помогает женщине почувствовать связь с малышом и подготовиться к материнству.
Команда ученых проанализировала изменения в мозге 25 женщин, готовившихся стать мамами. Специалисты предполагают, что структурные изменения в мозге помогают женщинам лучше реагировать на потребности младенца. Они отмечают, что изменение объема серого вещества отмечается во время беременности, а также в первые два года материнства.
По мнению исследователей, масштабность этих изменений можно сравнить с теми, что происходят в подростковом возрасте.
Впрочем, ученые не нашли доказательств того, что у беременных женщин ухудшается память.
Многие беременные жалуются на забывчивость и чрезмерную эмоциональность. Похоже, тому есть свои основания.
Колебание концентрации гормонов
При беременности нарушается баланс половых гормонов, происходят физические и физиологические изменения в организме, говорят исследователи.
За девять месяцев в женском организме вырабатывается больше эстрогенов, чем за всю жизнь.
Однако влияние беременности на работу мозга до конца не исследовано.
Команда ученых из Независимого университета Барселоны и Лейденского университета проанализировала изменения в мозге 25 женщин, готовившихся впервые стать мамами.
В исследовании также приняли участие 19 новоиспеченных отцов, 17 бездетных мужчин и 20 женщин, которые никогда не были беременны.
Ученые отследили уменьшение объема серого вещества в участках мозга беременных участниц исследования, отвечающих за социальное познание и умение понять других.
По мнению исследователей, эти изменения говорят о том, что во время беременности и некоторое время после нее связь между женщиной и ее ребенком существенно усиливается.
Беременность вызвала долговременные изменения структуры мозга
Группа исследователей из Испании и Голландии показала, что беременность вызывает изменения структуры серого вещества головного мозга, сохраняющиеся в течение, по меньше мере, двух лет после родов. Статья опубликована в журнале Nature Neuroscience, кратко о ее содержании рассказывается в редакционном материале журнала Science.
Во время беременности уровень половых стероидных гормонов очень сильно меняется: например, количество эстрогенов, вырабатывающихся во время беременности, обычно превышает суммарное количество эстрогенов, образующихся в организме женщины за все остальные периоды ее жизни. При этом в предыдущих исследованиях было показано, что изменение уровня половых стероидных гормонов может вызывать структурные и функциональные изменения в нервной ткани головного мозга. Например, в период полового созревания выработка половых гормонов вызывает масштабную реорганизацию мозга, а у взрослых людей изменение уровня стероидных половых гормонов приводит к нейронным перестройкам. Неудивительно поэтому, что у грызунов и других животных беременность, как показали исследования, вызывает изменения нервной ткани сразу на нескольких уровнях, включая изменения морфологии дендритов, интенсивности деления нейронов и экспрессии генов. На людях, однако, систематических исследований такого рода почти не проводилось. Известно только, что на поздних этапах беременности увеличивается размер гипофиза и уменьшается общий объем мозга.
Авторы новой статьи использовали магнитно-резонансную томографию, чтобы проследить изменения структуры серого вещества головного мозга у 25 женщин, беременных впервые в жизни. Их мозг сканировали до беременности и после родов (спустя разные промежутки времени: от трех недель до нескольких месяцев). Также в анализ включили 20 нерожавших небеременных женщин и, для исключения влияния родительства (а не конкретно беременности), 19 мужчин, впервые ставших отцами, и 17 мужчин, не имеющих детей. Для всех этих групп проводили сканирование мозга с такими же временными интервалами, как и для тестовой группы беременных женщин.
Оказалось, что у всех родивших женщин произошли очень сходные изменения объема серого вещества мозга — настолько сходные, что всех участвовавших в исследовании женщин можно было легко классифицировать на рожавших и нерожавших исключительно по результатам сканирования их мозга. В основном изменения были сосредоточены в участках мозга, отвечающих за социальные навыки — такие как понимание эмоций и намерений других людей по их лицам и действиям. Также в объеме уменьшился гиппокамп — область мозга, играющая ключевую роль в формировании памяти. Ни в одной из контрольных групп таких изменений не наблюдалось. Однако уменьшение объема гиппокампа не повлияло на память родивших женщин: с задачами на память они справлялись не хуже, чем до беременности. Единственное, что удалось заметить исследователям, — это небольшое ухудшение вербальной памяти (однако уровень различий оказался статистически недостоверным).
Участки мозга, отвечающие за социальные навыки (a) и участки мозга, уменьшившиеся в объеме после беременности (b)
Hoekzema et al. 2016
Спустя два года после этих исследований 11 из 25 матерей — те, кто за это время не забеременел снова, — снова прошли магнитно-резонансное сканирование мозга. Оказалось, что у этих женщин все еще сохраняется пониженный объем серого вещества в тех же участках мозга — за исключением гиппокампа, объем которого вернулся в исходное состояние. Сохранившихся изменений также было достаточно для того, чтобы только на их основании определить, была женщина беременна в прошлом или нет.
С чем именно связано уменьшение объема серого вещества — с изменением количества синапсов или нейронов, с перестройкой дендритной структуры или с изменением кровоснабжения мозга — пока непонятно. Как отмечают авторы, уменьшение объема серого вещества, наблюдающееся в период полового созревания, связано (по крайней мере, отчасти) с так называемым синаптическим прунингом: сокращением количества синапсов для удаления избыточных связей и повышения эффективности работы нейросетей. Возможно, что подобные процессы происходят и во время беременности, повышая эффективность и специлиазированность работы отдельных участков мозга. В некоторых исследованиях, например, было показано, что у беременных женщин улучшается способность распознавания лиц и эмоций. Авторы предполагают, что это может быть связано с теми изменениями участков мозга, отвечающих за социальные навыки, которые они наблюдали в своем исследовании.
Материнский мозг
Беременность и мозг
Чтобы понять принципы работы нервной сети, исследователи изучили изменения, происходящие в головном мозге самок млекопитающих на разных стадиях репродуктивного цикла. В середине Лори Кейзер (Lori Keyser) из Ричмондского университета заметила, что тела нейронов в мПОО беременных крыс значительно увеличиваются в объеме. Более того, чем больше срок беременности, тем длиннее и многочисленнее становятся дендриты (короткие отростки нейронов, получающих нервные сигналы) клеток. Аналогичные изменения наблюдались и у самок грызунов, которым в дозах, соответствующим тем или иным стадиям беременности, вводились прогестерон и эстрадиол (самые мощные из естественных эстрогенов). Подобным изменениям нейронов обычно сопутствует усиление синтеза и активности белков. По сути дела, гормоны беременности готовят нейроны мПОО к предстоящему материнству: после родов эти клетки направляют внимание и мотивацию самок на детенышей, побуждая их заботиться о своих малышах, охранять и кормить их, т.е. проявлять особые формы активности, которые в совокупности и называются материнским поведением.
Однако родительские обязанности помимо непосредственного ухода за потомством подразумевают и другие виды деятельности. Возможно, изменениям подвергаются еще какие-то структуры мозга у самок крыс. Например, чтобы прокормить малышей, мать в поисках пищи вынуждена регулярно покидать свое безопасное жилье, подвергая и себя, и свое потомство опасности стать добычей хищников. Однако если бы она не отлучалась, все семейство неизбежно погибло бы от голода. Какие когнитивные сдвиги могли бы снизить для самки риск? Мы предположили, что, во-первых, это совершенствование навыков поиска корма (например, улучшение способности к пространственной навигации), которое могло бы значительно сократить время, проводимое животным вне дома. Во-вторых, притупление чувства страха и тревоги, что позволило бы самке безбоязненно отлучаться из гнезда, быстрее отыскивать пищу и давать решительный отпор врагам.
В 1999 году мы смогли доказать, что репродуктивный опыт улучшает пространственное обучение и память у крыс, подтвердив тем самым правильность первого предположения. Молодые самки, уже имевшие потомство, намного лучше, чем их бездетные ровесницы, запоминали местоположение лакомства в лабиринтах двух разных конфигураций.
Мать знает лучше
Как показывают последние исследования, репродуктивный опыт улучшает у крыс пространственное обучение и память и одновременно ослабляет страх и стресс. Полученные преимущества повышают способности самок к добыванию пищи, а значит и шансы их детенышей на выживание.
Восьмиконечный радиальный лабиринт
Приподнятый крестообразный лабиринт высотой 1,2 м
Ученые засекали время, в течение которого крысы находились на открытых выступах (обычно грызуны стараются их избегать, предпочитая держаться на закрытых участках). Почти во всех возрастных группах крысы-матери вели себя куда смелее и оставались на страшных участках лабиринта значительно дольше, чем не рожавшие самки.
Повышение способности к поиску пищи отмечалось как у лактирующих крыс, так и у тех, кто, по меньшей мере, за две недели до тестирования прекращал кормить детенышей молоком. Мы обнаружили также, что не имеющие потомства самки, которым отдали на «воспитание» чужих крысят, вели поиск пищи не менее эффективно, чем кормящие мамаши. Результаты опытов позволяют предположить, что пространственную память животных способно улучшить одно только присутствие детенышей — возможно, благодаря активации мозговых процессов, изменяющих структуру нейронов или увеличивающих секрецию окситоцина.
Совершенствуются ли у крыс-матерей и другие охотничьи навыки? Недавно проведенные опыты продемонстрировали, что крысы-матери значительно быстрее других ловят добычу. Голодных рожавших и не рожавших самок помещали в загон длиной 1,5 м с опилками на полу, где прятался сверчок. Если бездетным самкам на поиск и поедание жертвы требовалось в среднем 270 секунд, то лактирующим животным хватало 50 сек. Крысиные мамаши быстрее справлялись даже в том случае, если не слышали пения сверчка или были не так голодны, как не знавшие материнства грызуны.
Правильность же второго предположения подтвердила Инга Нойманн (Inga Neumann) из Реденсбургского университета (Германия), продемонстрировавшая, что в стрессовых ситуациях (например, оказавшись в воде) беременные и кормящие крысы испытывают меньше страха и тревоги (их оценка производится по уровню стрессовых гормонов в крови), чем не рожавшие самки. Сотрудник лаборатории К. Кинсли Дженнифер Уортелла (Jennifer Wartella) подтвердила данный вывод, изучив поведение крыс в загоне. Она заметила, что крысы-матери активнее исследуют территорию и реже останавливаются, чем те, что не имели потомства. Кроме того, у обремененных родительскими заботами грызунов было выявлено снижение уровня нейронной активности в поле СА3 гиппокампа и базолатеральной миндалине (областях мозга, контролирующих стресс и эмоции). Таким образом, ослабление чувства страха и тревоги в сочетании с улучшением пространственной ориентации позволяют крысам-матерям бесстрашно покидать гнездо, вести эффективный поиск корма и быстро возвращаться к детенышам.
Важнейшую роль в возникновении подобных поведенческих сдвигов у беременных и лактирующих самок играют определенные изменения в гиппокампе (структуре мозга, регулирующей память, обучение и эмоции). Кэтрин Вулли (Catherine Woolley) и Брюс Макивен (Bruce McEwen) из Рокфеллеровского университета выявили периодические изменения поля СА1 гиппокампа у самок крыс во время эстрального цикла (эквивалент женского менструального цикла). По мере того как в крови самок возрастает уровень эстрогена, плотность дендритных шипиков (крошечных выростов дендритов, обеспечивающих увеличение поверхности для восприятия нервных сигналов) в этой области гиппокампа значительно повышается. Если даже непродолжительное изменение уровня гормона во время эстрального цикла вызывает столь глубокие структурные сдвиги, что же происходит с гиппокампом во время беременности, когда уровень эстрогена и прогестерона повышается надолго? Исследователи из лаборатории К. Кинсли изучили головной мозг крыс «на сносях», а также мозг самок, получавших гормоны беременности. Они обнаружили, что плотность дендритных шипиков в поле СА1 гиппокампа у этих животных была выше, чем у небеременных самок. Поскольку именно через дендритные шипики нейроны и получают нервные сигналы, не исключено, что значительное увеличение их плотности во время ожидания потомства напрямую связано с улучшением способностей крыс-матерей к пространственной навигации и охоте.
Сохраняются ли когнитивные навыки по окончании периода лактации? Джессика Гейтвуд (Jessica Gatewood) из лаборатории К. Кинсли обнаружила, что рожавшие крысы в возрасте двух лет (что по человеческим меркам соответствует седьмому десятку) учатся выполнять пространственные тесты значительно быстрее, чем их бездетные сверстницы, и дольше сохраняют в памяти приобретенный навык. Были изучены различные возрастные группы животных (6, 12, 18 и 24 месяца), и всякий раз оказывалось, что крысы, имевшие потомство, лучше запоминали местоположение лакомства в лабиринтах, чем остальные. Завершив поведенческие тесты, мы исследовали мозг «передовых» крыс и обнаружили, что в двух отделах гиппокампа (поле СА1 и зубчатой извилине) у них значительно меньше отложений предшественников амилоида (играющих важную роль в развитии старческой дегенерации нервной системы).
Недавно были проведены опыты с участием другой генетической линии крыс и иными тестовыми условиями. Исследователи Дженнифер Лав (Gennifer Love) и Мелисса Морган (Melissa Morgan) подтвердили, что старые рожавшие крысы (возрастом до 22 месяцев) отличаются более высокими способностями к пространственной навигации, чем их ровесницы, не приносившие потомства. Животным предлагалось пройти высокий крестообразный лабиринт с двумя открытыми участками, которые грызуны обычно избегают. В большинстве случаев плодовитые самки проводили значительно больше времени на «страшных» участках лабиринта, чем не рождавшие. Изучение головного мозга грызунов показало, что в поясной, лобной и теменной коре крыс-мамаш дегенерирующих нейронов значительно меньше, чем у остальных, притом, что эти корковые области, как известно, имеют мощный сенсорный вход. Таким образом, полученные результаты наводят на мысль, что многократное заполнение головного мозга самки гормонами беременности в сочетании с обогащенной сенсорной средой гнезда способны ослаблять воздействие некоторых факторов старения на познавательные функции мозга.
Беременность меняет мозг
Исследователи сравнили объем структур мозга впервые рожающих женщин до беременности и после родов и мозга женщин, которые никогда не были беременны. Оказалось, что у забеременевших и родивших ребенка женщин уменьшается объем серого вещества в тех областях коры головного мозга, которые имеют отношение к так называемому социальному познанию, играют ключевую роль в обеспечении социальных процессов. Известно, что приблизительно эти же зоны активируются, когда во время фМРТ люди думают о других людях или рассматривают их изображения. В данной работе показана активация этих областей мозга во время фМРТ, когда женщины смотрели на фотографии своих детей.
В подростковом возрасте происходит процесс «тонкой настройки», необходимой для формирования более эффективных и специализированных нейронных сетей мозга, устроенного уже совсем «по-взрослому». Видимо, сокращение объема некоторых структур мозга при беременности имеет сходную природу, то есть, мозг женщины с наступлением беременности подвергается дальнейшему созреванию, обеспечивая адаптацию психики к материнству.
У испытуемых не наблюдалось ухудшения памяти или других когнитивных нарушений. В данном случае потеря серого вещества таких нарушений не подразумевает, это наоборот, «правильный», адаптивный процесс, связанный с получением возможности реагировать на потребности ребенка, например, чувствовать его эмоциональное состояние. Это подтверждается тем, что данные МРТ не только позволяли понять, была ли женщина беременна, но и отражали в послеродовом периоде степень привязанности матери к ребенку.